Contribution a l'etude des phenomenes limitant la fiabilite des lignes conductrices en aluminium des circuits vlsi : roles de l'electromigration et des contraintes d'origine thermique

par BRUNO BACCONNIER

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de GERARD LORMAND.

Soutenue en 1989

à Villeurbanne, INSA .

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  • Résumé

    Les metallisations en aluminium des circuits integres sont soumises a des contraintes thermomecaniques, au cours de l'elaboration des dispositifs, et electriques, au cours de leur fonctionnement qui limitent leur faisabilite et leur fiabilite. L'etude des phenomenes induits par ces contraintes a ete realisee grace a la mise au point d'une methode d'analyse statistique originale des profilogrammes de la surface des films et d'un logiciel de test d'electromigration qui pilote un ensemble de 64 generateurs de courant independants. Les caracteristiques des excroissances d'origine thermique ont ete reliees quantitativement a la texture des films et a la vitesse de chauffage. Ces resultats et une modelisation de la relaxation des contraintes induites par un traitement thermique montrent quantitativement que la formation des excroissances resulte d'un transport de matiere controle par la diffusion intergranulaire. Les comportements sous electromigration des materiaux testes ont ete caracterises par l'evolution temporelle de la resistance electrique. Une simulation de cette evolution a egalement ete effectuee. La localisation d'excroissance d'electromigration sur la cathode des structures de test a ete expliquee a l'aide de la microstructure des lignes, de leurs dimensions et de leur composition. L'ensemble des resultats montre l'importance d'associer l'etude des effets electriques a celle des effets thermomecaniques dans les films minces d'aluminium


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Informations

  • Détails : 158 P.
  • Annexes : 142 REF

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